双硬盘组RAID0性能一定远胜单硬盘?

2012-7-30 16:41:47电脑报

  流言终结者

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本期流言:
  “双硬盘组RAID0性能一定远胜单硬盘”

危害度:★★

流行度:★★★★


流言内容


    RAID0把数据分割之后放在各个硬盘上,同时读写以提升数据带宽其实在固态硬盘还没有大量出现在零售市场中之前,玩家想要大幅度提升硬盘系统的性能,最常用的方法就是组建RAID0系统。原理很简单,就以SATA 3Gbps接口的机械硬盘为例,单个硬盘的外部传输速度最多也就150MB/s,但如果用两块硬盘组成RAID0模式,把数据分别存储在两个硬盘上,同时进行读写,传输速度就能达到250MB/s以上,就好比一条水管变成了两条水管,自然水流量就会大增。


那么,从这个原理来讲,组建RAID0的磁盘系统,性能都会比单个硬盘强很多——不管它是什么硬盘。


疯狂博士:那可不一定!


    不得不说的是,由于此理论在多数机械硬盘上确实很有效,所以在不少玩家心中几乎都是根深蒂固、不可质疑的,殊不知其非常片面,大家都忽略了它的前提条件。除了机械硬盘的一些特殊情况外,更大的一个原因就是固态硬盘的出现,以及它与机械硬盘架构上拥有的巨大差异。要破除此流言,除了了解现在机械硬盘的一些新规格外,还得了解一下固态硬盘相对机械硬盘来说更特殊的架构。

机械硬盘:不要忽视了新产品的威力


最大速度破200MB/s的机械硬盘早就有了

    首先来谈谈现在的机械硬盘。“双硬盘RAID0性能一定远胜单硬盘”我们说它片面,那是因为它必须建立在一定前提下——那就是接口规范相同、单个硬盘性能接近。


    从前面该流言的叙述就能看出,双硬盘通过“双剑合璧”的方式来提升性能,的确比单硬盘强,但是,要是与RAID0系统对比的单硬盘接口更先进、本身性能更好呢?例如,你用两块SATA 3Gbps的低端节能型硬盘(5400~5900rpm、大约单块传输速度为100MB/s),组建了一个RAID0系统,然后与希捷最新的SATA 6Gbps大容量产品(单块最大传输速度超过200MB/s)进行对比,我看未必有啥优势吧。


小结:


    其实这就是个“用两块低端硬盘组建RAID0”还是“购买单块高端硬盘”的选择题。从概率学来讲,由于RAID0系统中任何一块硬盘坏掉,整个磁盘系统都会瘫痪,所以它相对单块硬盘的系统可靠率就下降了一半,如果速度接近的话,我宁愿选择单块硬盘,更为保险。

固态硬盘:内置多通道≌RAID0


    再来说说固态硬盘,其实这才是反驳此流言的最好依据。对于多数固态硬盘产品来说,它们的内部结构都是在一块PCB板上集成了主控芯片以及数颗闪存颗粒(有的还板载了缓存芯片),除了主控芯片外,闪存颗粒的速度和数量,在很大程度上就决定了固态硬盘的性能。


一般来说,闪存颗粒越多,固态硬盘越快

    前面说了,所谓的RAID0模式,就是多个硬盘通过多个接口同时进行数据传输,从而在传输频率不变的情况下实现更高的传输位宽,自然可以获得更高的读写性能,而对于固态硬盘来说,它们本来就工作在“阵列”模式下。说简单点,每个闪存颗粒或者是每个闪存颗粒里的Die,都可以使用一条独立的数据通道,这就意味着固态硬盘的主控芯片在对闪存颗粒或者它们的Die进行读写操作的时候,本来就采用了类似RAID0的多通道工作模式。知道了这一点,就能理解为什么同一品牌、同一系列的固态硬盘,一般来说容量大的性能都比容量小的好很多——人家用的数据通道更多啊。


    接下来就好解释了,以某款64GB的固态硬盘为例,它采用了8颗闪存颗粒(暂且咱就当它使用了8条数据通道吧),而同系列的另一款128GB固态硬盘,PCB的正反两面一共有16颗闪存颗粒,由于颗粒相同,自然数据通道数就翻倍了,说白了就相当于两块64GB的固态硬盘合在一起内部做了个RAID0系统,还只使用一个硬盘接口。当然,你非要拿读写全0或全1的高压缩数据来说事那就另当别论,只要用的是同一主控芯片,这样的测试方式得出的结果一定是RAID0更好,因为那根本就没测到闪存颗粒的性能,因此也毫无实际意义可言,这也是固态存储厂商经常用来忽悠消费者的招数。


    难道使用固态硬盘就完全不用考虑RAID0,只需要选择容量更大的型号就能获得更高的性能吗?其实,也不是说RAID0模式对于固态硬盘来说没有意义,我们知道目前最好的消费级固态硬盘传输速度基本上都在550MB/s的水平 ,一般来说只要容量达到240GB,就能达到这个性能峰值,更不用说512GB或更高了,但这就遇到一个问题,主流PC上速度最快的硬盘接口就是SATA 6Gbps(除非你购买高端的PCI-E接口固态硬盘),而它的速度上限理论上也就是接近600MB/s,单个240GB固态硬盘就基本让它达到极限了,而且也无法再提升。那我要实现更高的磁盘传输速度怎么办?这时候就只能依靠SATA 6Gbps的RAID0模式了,这样就可以把接口的理论上限提升到600MB/s的数倍(取决于你主板有几个SATA 6Gbps接口,一般是两个)。 如果你的主板只有SATA 3Gbps接口,那就更只能这样做了,单个高速大容量固态硬盘在这样的主板上完全无用武之地,唯有RAID0才能解决问题。


小结:


    如果加一个前提“使用同样的硬盘”,那么“双硬盘RAID0性能一定好过单硬盘”在固态硬盘上也是成立的。而且我们还能推出另一条理论“在单块硬盘达到外部接口传输速度极限的时候,且不改变硬盘和接口的种类,那么采用RAID0模式是大幅度提升磁盘性能的唯一途径”——脑袋抽筋了吧?慢慢理解,欢迎给本博士找茬。



固态硬盘工作模式对比
双30GB RAID0 VS 单64GB


测试平台
处理器:Core i7 2600
主板:映泰P67+
显卡:Radeon HD6850
内存:宇瞻DDR3 1600 4GB
硬盘:希捷酷鱼3TB(系统盘)
金士顿SSDNow  30GB×2 RAID0
金士顿SSDNow V+100 64GB
显示器:AOC 26英寸

操作系统:Windows7 64bit 旗舰版


    目前30GB的固态硬盘在300元以下,而64GB也不到400元(明显性价比远高于两块30GB……),对于囊中羞涩的玩家来说,那是相当诱人的,所以本博士也就选择了这样的入门级产品来进行对比。大家可以看看到底是两个小容量固态硬盘组RAID0好,还是单个大容量固态硬盘好。


结果分析


    这个测试结果很有意思,刚好分别印证了我们前面的两个理论。首先,在写速度方面,双30GB RAID0与单64GB相差甚远,这就说明了双硬盘RAID0不见得比单硬盘好;其次,在读速度方面,单64GB有一定落后,证明在接口带宽不够(用来对比的固态硬盘都是SATA 3Gbps接口,实际传输速度也就200多MB/s,很容易被64GB级别的固态硬盘达到极限)的情况下,组建RAID0才能大幅度提升磁盘性能。






疯狂Q&A用固态硬盘组了RAID0,有坏处吗?


疯狂博士:

    嗯……这得分两方面来说,一个坏消息一个好消息。


    坏消息:如果你直接在主板上用两块固态硬盘组建了RAID0系统,那么你可能失去了固态硬盘的Trim功能——至于这功能是做啥的,简单点说就是让固态硬盘在长时间使用后性能不会衰减得很厉害的技术。


    好消息:如果你用的是支持intel RST 11.X驱动程序的主板(例如最新的7系列),而且你的固态硬盘拥有支持RAID0模式下进行Trim操作的固件(如流行的美光M4),那你可以同时享受Trim和RAID0了。这么来看,坏处就是你可能得升级电脑啦。

哪些主板适合主流固态硬盘组RAID0?


疯狂博士:

    现在最主流的固态硬盘应该是采用SF-2281主控芯片的产品了,它们都采用SATA 6Gbps接口,最大传输速度个个宣称过500MB/s,所以要组RAID0的话,主板上怎么也得先有两个SATA 6Gbs接口吧?那么Intel方面,H77级别以下的主板就直接PASS了;AMD方面,主板上至少得采用SB850南桥芯片才行。再低的……别这么委屈你的宝贝固态硬盘好不。


我的主板不支持RAID0,怎么办?


疯狂博士:
    组建传说中的“软RAID”即可,在Windows2000以上级别操作系统中的磁盘管理器里把两个固态硬盘转成动态磁盘,然后右键点选其中一个,选择创建“带区卷”,在对话窗口中把两个固态硬盘都加进去,创建即可。根据以往的测试,性能与硬RAID0不相上下,坏处是不能在这个“软RAID”上安装操作系统,只能用来存储程序——真要能装系统,咱还要硬RAID0做啥。
本文出自第30期E.硬件发烧友
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